電勢(shì)能和電勢(shì) 課件 【新教材】人教版(2019)高中物理必修三

第十章靜電場(chǎng)中的能量

古代，人們用弩來加速箭，箭的速度能達(dá)到102m/s數(shù)量級(jí)；后來，人們又在槍膛中用火藥加速子彈，子彈的速度能達(dá)到103m/s數(shù)量級(jí)；而現(xiàn)代，人們需要用高速的微觀粒子轟擊另一微觀粒子來進(jìn)行科學(xué)研究，其速度的數(shù)量級(jí)達(dá)到107m/s，那是怎樣加速的呢?10.1電勢(shì)能和電勢(shì)橫縣百合完全中學(xué)：韋衍題導(dǎo)入

一個(gè)正電荷在電場(chǎng)中只受到靜電力F的作用，它在電場(chǎng)中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做了正功WAB。由動(dòng)能定理可知，該電荷的動(dòng)能增加了WAB。

從能量轉(zhuǎn)化的角度思考，物體動(dòng)能增加了，意味著有另外一種形式的能量減少了。這是一種什么形式的能量呢?W=Ek2-Ek1動(dòng)能定理：能量轉(zhuǎn)化：什么能動(dòng)能靜電力做功轉(zhuǎn)化思考與討論

重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點(diǎn)，靜電力做功是否也具有這一特點(diǎn)?重力做功：W=mghh是高度差靜電力做功：W=qEdd是位移一、靜電力做功的特點(diǎn)MEWAB=F·|AB|cosθ=qE·|AM|①將試探電荷＋q從A沿直線移至B:AB?+q+qF=qE

計(jì)算帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功是多少？M?EAB②將試探電荷＋q從A沿折線移至B:對(duì)AM:力與位移方向相同WAM=qE·|AM|對(duì)MB:垂直無功WMB=0對(duì)全程:WAB=WAM+WMB=qE·|AM|+qF=qE+qF=qE③將試探電荷+q從A沿任意曲線移至B:M?EAB+qF=qEEAB+qF=qE+qFqE+qW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…

…

…

…Mx1+x2+x3+…=?x1x2我們用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近曲線AB。微元分割法BMAF

+沿直線AB:沿折線AMB:沿曲線AB:沿任意路徑靜電力做功:W1=F·|AB|cosθ=qE·|AM|W2=qE·|AM|W3=qE·|AM|W任意=qE·|AM|

在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。也適用非勻強(qiáng)電場(chǎng)Ep與路徑無關(guān)W重力重力勢(shì)能W電勢(shì)能電二、電勢(shì)能

如果用WAB表示電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜電力所做的功，EPA和EPB分別表示電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)能，它們之間的關(guān)系為WAB=EPA-EPBW=EP初-EP末WAB=EPA-EPB正電荷靜電力是（阻力，動(dòng)力）靜電力做功（正、負(fù))電勢(shì)能比較電勢(shì)能變化(增加、減少）A→BB→A

負(fù)正增加減小動(dòng)力阻力EPA>EPBEPA<EPB

同一電場(chǎng)中，在同樣的兩點(diǎn)間，移動(dòng)正電荷與移動(dòng)負(fù)電荷，電荷的電勢(shì)能的增減是相反。①具有相對(duì)性

電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功。零勢(shì)能點(diǎn)離源電荷無限遠(yuǎn)處大地表面若規(guī)定EPB=0則EPA=WAB，根據(jù)功能關(guān)系WAB=EPA-EPB=qEd②具有系統(tǒng)性重力勢(shì)能不屬于物體，而是物體與地球共有。電勢(shì)能不屬于孤立電荷，是電荷與場(chǎng)源電荷共有。電場(chǎng)

移動(dòng)過程中電場(chǎng)力做負(fù)功。于是同樣規(guī)定B為零勢(shì)能點(diǎn)，A點(diǎn)的電勢(shì)能變?yōu)樨?fù)的。?電勢(shì)能與重力勢(shì)能也有不同點(diǎn)C課堂練習(xí)例1∶右圖中M、N為電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線方向向右，在線上取兩點(diǎn)a、b今將一電荷+q從a移到b則（）A.電場(chǎng)力做正功，+q的電勢(shì)能增加;B.電場(chǎng)力做負(fù)功，+q的電勢(shì)能增加;C.電場(chǎng)力做正功，+q的電勢(shì)能減少;D.電場(chǎng)力做負(fù)功，+q的電勢(shì)能減少。+qF=qE三、電勢(shì)AlOθE+規(guī)定電荷在O點(diǎn)電勢(shì)能為0則：EPA

=qElcosθ

A為電場(chǎng)中的任意一點(diǎn)，電荷q在A點(diǎn)的電勢(shì)能E，等于電荷q由A點(diǎn)移至O點(diǎn)的過程中靜電力做的功?？梢姡姾蓂在任意一點(diǎn)A的電勢(shì)能E與q成正比。由電場(chǎng)中該點(diǎn)的性質(zhì)決定的，與試探電荷本身無關(guān)。電勢(shì)能重力勢(shì)能電勢(shì)能重力勢(shì)能EP電勢(shì)電場(chǎng)本身屬性EP=mgh重力勢(shì)==gh重力場(chǎng)本身屬性EP=q×電勢(shì)EP=m×重力勢(shì)物體場(chǎng)電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值。1V=1J/C單位:伏特(V)電勢(shì)靜電力做功（正、負(fù))電勢(shì)能變化(增加、減少）電勢(shì)正A→B負(fù)A→B

負(fù)正增加減小降低降低E+F=qEA.B.(計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào))沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低最快+-思考∶如圖所示，從勻強(qiáng)電場(chǎng)中一等勢(shì)面上的A點(diǎn)沿三條不同路徑AM、AN、AP到達(dá)另一等勢(shì)面，則沿哪條路徑電勢(shì)降落最快?類比重力ABCDE0V15V5V—3V0V18V8V3V電勢(shì)是標(biāo)量，具有相對(duì)性,有正負(fù)數(shù)值取決于零電勢(shì)的選取。(負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低)小結(jié)：如何判斷E、Ep、φ的大小電場(chǎng)強(qiáng)度E電場(chǎng)線疏密程度電勢(shì)能Ep試探正電荷靠近場(chǎng)源正電荷Ep大，反之小。負(fù)電荷相反電勢(shì)φ沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低EABCEA>EB>EC正電荷EPA>EPB>EPCφA>φB>φC例如：課堂練習(xí)例2：電荷量q1為4×10-9Ｃ的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有6×10-8J的化勢(shì)能。A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？若把q2為-2×10-10Ｃ的的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，q2所具有的電勢(shì)能是多少？解：電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該處移動(dòng)到零勢(shì)能位置所做的功。設(shè)無限遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)。例3：回答下列題目后小結(jié)：如何根據(jù)試探它荷的電勢(shì)能來判斷電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低？（1）q在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的大，A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)它勢(shì)高？（2）-q在C點(diǎn)的電勢(shì)能比在D點(diǎn)的大，C、D兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)前？（3）q在E點(diǎn)的電勢(shì)能為負(fù)值，-q在F點(diǎn)的電勢(shì)能是負(fù)值，E、F兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？課堂練習(xí)解：一、靜電力做功的特點(diǎn)

電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。二、電勢(shì)能課堂小結(jié)W=EP初-EP末：離源電荷無限遠(yuǎn)處或大地表面規(guī)定為零勢(shì)能面。①具有相對(duì)性

電荷在某點(diǎn)的